Søen er dannet ved at opstemme vandet fra Emdrup Bæk, der løber fra Gentofte Sø mod syd.
Opstemningen foregik allerede i middelalderen og har sikkert gjort det muligt at drive en vandmølle ved søen. Møllen nævnes i 1370.
I 1550 omtales en dæmning, som dels fører Lyngbyvej (Gentofte) over søen i den østlige ende, dels stemmer vandet op, så det kunne ledes gennem render og rør til København.
Fra Emdrup Sø fortsatte vandet sit løb til Lersøen, og på grund af det ret store fald, fik det så meget tryk på, at det kunne ledes videre og bruges som brøndvand i København.
Her blev vandet bl.a. brugt til springvandet på Gammeltorv, men også i private husholdninger.
Søen blev også brugt til fiskeri, og opsynsmanden i Lundehuset førte tilsyn med fiskeriet.
Omkring 1930 blev Emdrup Søpark anlagt ved søen.
Parken og søen blev fredet i 1963.
Ved Emdrup Sø står Anders Bundgaards (1864-1937) skulptur “Gjerrøds datter” fra 1912. Den blev opstillet på stedet i 1941. Titlen er også “Sneen smelter”.
